一种变频水冷电机的制作方法

本申请涉及电机设计，特别是涉及一种变频水冷电机。

背景技术：

1、变频水冷电机是一种特殊设计的电动机，适用于高温环境和需要精确变频调速的应用场合。不同于传统的风冷或自然冷却电机，变频水冷电机采用内部循环水冷系统来散热。通过在电机内部设置水道，利用水流带走运行过程中产生的大量热量，从而保证电机在高负载、高温环境下仍能维持较低的工作温度，延长其使用寿命并提高运行可靠性；其具备变频器控制功能，可以根据实际生产需求进行精确的速度调节，实现高效节能，并且在宽频率范围内(如3-50hz甚至更宽)保持恒转矩输出或恒功率输出特性；变频水冷电机能够在较高环境温度下稳定工作，特别适合冶金、化工、钢铁等行业的高温工况，其广泛应用于对电机运行环境要求苛刻的各种行业，包括但不限于军工、航天、污水处理、冶金连铸、轻工机械、化工设备、起重运输等领域。

2、面对当前变频水冷电机主板集成于显示屏位置所引发的散热难题，其额外配备的散热结构不可避免地导致了整机功耗的增加与体积的扩大；为实现设备的小型化和高效能目标，本领域的工程师和技术专家正面临着一项紧迫的任务——即如何通过科学合理的内部布局优化设计，有效提升散热效能并缩减散热结构尺寸；解决变频水冷电机内部散热问题的关键在于创新性的布局设计及新型散热技术的应用，旨在实现在保证电机稳定运行的前提下，实现散热结构的小型化、轻量化和高效化，推动变频水冷电机整体技术水平的升级换代。

技术实现思路

1、本装置提供了一种变频水冷电机，具体实施方式如下：

2、一种变频水冷电机，包括：

3、转动发生部和设于转动发生部侧部的变频控制模块，转动发生部同轴导出有转轴，变频控制模块的主控板集成于转动发生部的端部；

4、水冷散热结构和设于转动发生部端部的罩体，罩体与转轴之间形成有第一腔体，主控板设于第一腔体内，水冷散热结构对主控板进行接触式水冷换热；

5、优选的，第一腔体侧部安装有用于风冷散热的第一风机，第一风机与水冷散热结构组合应用实现对主控板的水冷和风冷散热。

6、基于以上技术方案，针对当前变频水冷电机内部布局中主板散热结构相对独立且占用空间较大的问题，本方案通过将变频控制模块主控板精巧地集成到变频电机转轴的前端位置，这一设计变革不仅可以优化空间利用效率，减少不必要的冗余组件，而且能有效缩短信号传输路径，提高控制响应速度；更进一步，为了确保集成后主控板的稳定高效运行，巧妙地在主控板周围加装了复合式散热模块，结合了水冷与风冷两种散热技术的优点；水冷系统直接作用于高发热区域，通过循环冷却液快速带走主控板产生的热量；而风冷部分则利用风扇和优化的风道设计，强化机内空气对流，辅助散热过程，两者相辅相成，共同实现高效散热效果。

7、优选的，转动发生部的另一端端部设有第二散热结构和用于放置第二散热结构的第二腔体。

8、优选的，第二腔体的外端面处形成有排气格栅，且转轴于第二腔体内同轴设有扇叶，转轴与扇叶同步转动进行转动发生部的风冷散热。

9、基于以上技术方案，于变频电机后端增设了一套转轴驱动的扇叶结构，当电机运行时，其自身的转动能量直接驱动扇叶旋转，形成连续且高效的内部气流循环。这些精密配置的扇叶紧贴定子和转子的关键发热区域，通过高速旋转产生强劲的风力，对定子绕组及转子进行定向、精准的风冷散热处理；确保了电机内部温度维持在安全范围内，同时还充分体现了节能理念，无需额外能源供给，降低了整体系统的能耗。

10、优选的，罩体的内端部设有封板，封板中心处设有轴向导通的筒体，转轴穿过筒体且与其转动相接。

11、优选的，主控板通过螺栓安装于封板的内侧，且两者相互接触、拼接于一体。

12、优选的，水冷散热结构包括设于封板内的换热液腔体和板体，板体上设有若干个与主控板抵接的换热柱，封板外侧开设有与换热液腔体相通的吸程口。

13、基于以上技术方案,本水冷散热结构特别设计了多个精密的换热柱，巧妙地嵌入电机的第一空腔内，形成了一套密集而高效的热交换系统。当电机转轴以高速转动时产生的大量热量，以及变频控制模块中的主控板在运行过程中累积的热量，都能够通过这一系列换热柱迅速且有效地传导并消散。这些换热柱与循环冷却液紧密接触，快速吸收电机内部各个发热元件释放的热量，并将其传递至外部冷却系统进行降温处理，实现了对电机关键部件——主控板的精准、实时冷却。

14、优选的，转动发生部的外部设有用于将其吊装的定位钩。

15、综上，本申请包括以下有益技术效果：

16、1.本发明通过将变频控制模块的主控板精巧地集成到变频电机转轴的前端位置，不仅优化了散热空间利用效率，同时实现了对主控板的高效散热；

17、2.本发明中在通过在第一空腔内设置侧部的第一风机，巧妙地将水冷与风冷两种散热技术的优势相结合，从而实现了对主控板进行高效且全面的热量管理，这种复合式散热方法既保证了关键部件温度的有效控制，又极大提升了整体散热效率，使得变频电机能够在长期稳定运行的基础上，保持更低的工作温度和更长的使用寿命，充分体现了本发明在散热技术领域的革新价值与实用优势；

18、3.本发明结构简单，散热系统创新性地采用了先进的水冷散热结构，该结构由多个换热柱构成，这些散热柱与循环冷却液之间建立了紧密而高效的热交换接触界面，使得在电机运行过程中，转轴以高速转动产生的大量热量以及主控板运行时不断释放的热能能够被迅速且有效地吸收，当电机处于高强度工作状态时，转轴的高速旋转将导致内部温度急剧升高，同时，主控板由于持续运行也会积累大量的热能，此时换热柱凭借其卓越的导热性能，能够在第一时间将这些热量传导至循环流动的冷却液中，通过冷却液的连续循环，实现热量从电机内部向外部冷却系统的快速转移和散发，从而确保电机核心部件始终维持在一个适宜的工作温度范围内。

技术特征：

1.一种变频水冷电机，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种变频水冷电机，其特征在于，所述第一腔体(101)侧部安装有用于风冷散热的第一风机(6)，所述第一风机(6)与所述水冷散热结构(8)组合应用实现对所述转轴(2)和所述主控板(7)的同步水冷、风冷散热。

3.根据权利要求2所述的一种变频水冷电机，其特征在于，所述转动发生部(1)的另一端端部设有第二散热结构(4)和用于放置所述第二散热结构(4)的第二腔体(102)。

4.根据权利要求3所述的一种变频水冷电机，其特征在于，所述第二腔体(102)的外端面处形成有排气格栅(401)，且所述转轴(2)于所述第二腔体(102)内同轴设有扇叶(402)，所述转轴(2)与所述扇叶(402)同步转动进行所述转动发生部(1)的风冷散热。

5.根据权利要求1所述的一种变频水冷电机，其特征在于，所述罩体(10)的内端部设有封板(9)，所述封板(9)中心处设有轴向导通的筒体(901)，所述转轴(2)穿过所述筒体(901)且与其转动相接。

6.根据权利要求5所述的一种变频水冷电机，其特征在于，所述主控板(7)通过螺栓(5)安装于所述封板(9)的内侧，且两者相互接触、拼接于一体。

7.根据权利要求6所述的一种变频水冷电机，其特征在于，所述水冷散热结构(8)包括设于所述封板(9)内的换热液腔体(803)和板体(801)，所述板体(801)上设有若干个与所述主控板(7)抵接的换热柱(802)。

8.根据权利要求7所述的一种变频水冷电机，其特征在于，所述封板(9)外侧开设有与所述换热液腔体(803)相通的吸程口(804)。

9.根据权利要求1所述的一种变频水冷电机，其特征在于，所述转动发生部(1)的外部设有用于将其吊装的定位钩(11)。

技术总结
本申请公开了一种变频水冷电机，涉及电机设计技术领域，包括转动发生部和设于转动发生部侧部的变频控制模块，转动发生部同轴导出有转轴，变频控制模块的主控板集成于转动发生部的端部，罩体设于转动发生部前端，罩体与转轴之间形成有第一腔体，主控板设于第一腔体内，水冷散热结构抵接接触作用于主控板，本申请的技术优势是：通过将变频控制模块的主控板精巧地集成到变频电机转轴的前端位置，不仅优化了散热空间利用效率，同时实现了对主控板的高效散热；通过在第一空腔内设置侧部的第一风机，结合了水冷与风冷两种散热技术的优点对主控板进行复合式散热，水冷散热结构采用换热柱，快速吸收了转轴高速转动和主控板运行释放的热量。

技术研发人员：张明亮,高星褔,吕廷顺,杨春蕾,周成磊,李成征,麻治勇
受保护的技术使用者：青岛三利智能动力有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10